Question sur les modèles de correspondance de longueur de trace pour les signaux à haute vitesse

Un collègue et moi avons eu une discussion et un désaccord sur les différentes façons de faire correspondre les signaux à grande vitesse. Nous allions avec un exemple d'une disposition DDR3.

Tous les signaux dans l'image ci-dessous sont des signaux de données DDR3, ils sont donc très rapides. Pour vous donner une idée de l'échelle, l'axe X entier de l'image est de 5,3 mm et l'axe Y est de 5,8 mm.

Mon argument était que, la correspondance de longueur effectuée comme dans la trace du milieu dans l'image peut nuire à l'intégrité du signal, bien que cela ne soit basé que sur une intuition, je n'ai pas de données pour le sauvegarder. Les traces en haut et en bas de l'image devraient avoir une meilleure qualité de signal, pensais-je, mais encore une fois, je n'ai aucune donnée pour étayer cette affirmation.

J'aimerais entendre vos opinions et surtout vos expériences à ce sujet. Existe-t-il une règle générale pour les longueurs correspondant aux traces à grande vitesse?

Malheureusement, je n'ai pas pu simuler cela dans notre outil SI car il a du mal à importer le modèle IBIS pour le FPGA que nous utilisons. Si je peux le faire, je ferai rapport.

Votre intuition est correcte, en fonction de la vitesse des bords et de la proximité de ces chemins sinueux, vous pouvez vous poser des problèmes. Ils se coupleront absolument comme vous vous le demandez. En fait, s'il est suffisamment serré, la composante haute fréquence peut simplement se coupler directement dans les courbes S comme si elles n'y étaient même pas.

La question devient alors si le couplage sera un problème dans votre application. Ils semblent assez éloignés sur cette image pour la DDR3 mais c'est difficile à dire. Bien sûr, la simulation du chemin serait toujours la meilleure, mais je sais que nous n'avons pas toujours accès à des outils coûteux quand nous en avons besoin :)

Vous semblez cependant être sur la bonne voie. Voici Johnson qui en parle un peu plus.

Je ne travaille pas avec la mémoire DDR, donc je suppose qu'il n'y a pas de redistribution sur puce disponible, et une correspondance de longueur est en fait requise. Si les puces elles-mêmes sont capables de faire le dé-biais, bien sûr vous devriez utiliser cette fonctionnalité plutôt que d'étendre les traces pour faire une correspondance de longueur.

Mais étant donné que la correspondance de longueur est requise, il semble que tout ce que vous faites soit fait aussi bien que possible. Principalement parce que, 1, vous effectuez la correspondance de longueur et 2, vous utilisez des arcs plutôt que des plis à 90 ou 45 degrés.

Dans votre commentaire, vous mentionnez votre inquiétude que la forme serpentine mette la trace en parallèle avec elle-même. C'est une préoccupation raisonnable, mais vous ne pouvez pas faire grand-chose à ce sujet. Je ne suggérerais certainement pas de déplacer les deux puces plus loin pour permettre de séparer les traces plus loin --- et de toute façon vous avez probablement une limitation d'espace de carte pour l'empêcher. Étant donné que l'espacement entre les traces ressemble à 4x ou plus la largeur de la trace, je ne m'attendrais pas à ce que cela cause un problème grave.

Bien sûr, une simulation avec HyperLynx ou un autre bon outil SI est une meilleure façon d'obtenir une réponse définitive. Vous devriez pouvoir simuler ce problème particulier sans avoir de modèles pour vos puces réelles.

Une chose que vous n'avez pas montrée est votre pile de cartes. Sans une bonne simulation et une bonne connaissance de vos matériaux, il n'est pas évident que la vitesse de propagation sur les couches internes soit égale à la vitesse sur les couches externes (ce n'est probablement pas le cas), et que la stricte correspondance de longueur entre les couches est la bonne chose à faire. Même si vous en avez tenu compte, vous pouvez vous attendre à ce que certaines variations dans les matériaux entraînent un décalage entre les retards de trace sur différentes couches.

Pour les signaux micro-ondes, vous voulez éviter les angles vifs sur les pistes pour éviter les effets complexes de perte de retour. C'est pourquoi ce sont toutes des lignes lisses. Aussi pour améliorer l'intégrité du signal, vous voulez un plan de masse. Ensuite, il y a moins de sensibilité aux différences de disposition et à la diaphonie tant que la longueur de la piste est adaptée. L'épaisseur de la trace doit être calculée en fonction de l'impédance souhaitée pour améliorer la réponse TDR et le coefficient de réflexion.

Votre logiciel de mise en page doit générer une longueur de ligne égale à la demande.

De nombreuses autres considérations de mise en page DDR3 sont proposées ici.